[C言語] ポインタの派生型

### ポインタのポインタ

int main(void) {
    
    int p0 = 12345;
    int *p1;
    int **p2; // ポインタのポインタ
    int ***p3; // ポインタのポインタのポインタ
    int t1, t2, t3;

    p1 = &p0;
    p2 = &p1;
    p3 = &p2;

    t1 = *p1;
    t2 = **p2;
    t3 = ***p3;

    printf("t1=%d, t2=%d, t3=%d", t1, t2, t3);


    return 0;
}

$ gcc main.c -o main && ./main
t1=12345, t2=12345, t3=12345
全てp0の値を出力する

### 配列を指すポインタ

int main(void) {
    
    int t[3] = {1, 2, 3};
    int (*p)[3];
    int t1;

    p = &t;
    t1 = (*p)[1];
    printf("t1=%d\n", t1);

    return 0;
}

$ gcc main.c -o main && ./main
t1=2
配列は通常の配列だけでなく、ポインタも配列として表現できる

int main(void) {
    
    int a[2][3][4] = {
        {{1,2,3,4}, {5,6,7,8},{9,10,11,12}},
        {{13,14,15,16}, {17,18,19,20},{21,22,23,24}}
    };
    int *b;
    int (*c)[4];
    int (*d)[3][4];

    int a1, a2, a3;

    b = a[1][2]; // 21,22,23,24 の先頭アドレス
    c = a[1]; // {13,14,15,16}, {17,18,19,20},{21,22,23,24}の先頭アドレス
    d = a; // aの先頭アドレス

    a1 = b[3]; // 24
    a2 = c[1][2]; // 19
    a3 = d[0][1][2]; // 7 

    printf("a[1][2][3] = %d\n", a[1][2][3]); // 24
    printf("a1=%d, a2=%d, a3=%d\n", a1, a2, a3); // 24, 19, 7

    return 0;
}

$ gcc main.c -o main && ./main
a[1][2][3] = 24
a1=24, a2=19, a3=7

ポインタは配列だけでなく、連想配列としても宣言できる。
想定通りの時の高揚感が良い

int main(void) {
    
    int k1=1, k2=2, k3=3;
    int *p[3] = {&k1, &k2, &k3};
    int t;

    for (t=0; t<3; t++){
        int value = *p[t];
        printf("value=%d\n", value); // 1, 2, 3
    }

    return 0;
}

$ gcc main.c -o main && ./main
value=1
value=2
value=3
for文にしただけ

int main(void) {
    
    int k;
    char *mes[] = {"one", "two", "three", (char *) NULL};

    for(k=0; mes[k]; k++){
        printf("mes=%s, ", mes[k]); // one two three
    }

    return 0;
}

$ gcc main.c -o main && ./main
mes=one, mes=two, mes=three,

for文でmes[k]となっているので、kに値があるまでで(char *) NULLは出力されない

[C言語] ポインタの利用

#include<stdio.h>

int main(void) {
    int *p;
    int k = 123456;
    int t;

    p = &k;
    t = *p;

    printf("p=%p, t=%d\n", p, t);

    return 0;
}

$ gcc main.c -o main && ./main
p=0xfffff6a796e8, t=123456

&kはアドレスで、ポインタを代入は値の代入になる

### 割り当てられていない領域をアクセス

int main(void) {
    int *p;
    int k = 123456;
    int t;

    p = &k;
    p++;
    t = *p;

    printf("p=%p, t=%d\n", p, t);

    return 0;
}

p=0xffffd0f0d40c, t=65535
pのアドレスを一つ進めているので、異なる値が表示される

### 割り当てられている領域をアクセス

int main(void) {
    int *p;
    int k[2] = {12345, 67890}; // 配列
    int t;

    p = &k[0];
    p++;
    t = *p;

    printf("p=%p, t=%d\n", p, t);

    return 0;
}

$ gcc main.c -o main && ./main
p=0xfffff62356e4, t=67890
配列の場合は、ポインタを一つ進めると、配列の次の値となる。

int main(void) {
    int *p;
    int k[2] = {12345, 67890}; // 配列
    int t;

    p = k;
    p++;
    t = *p;

    printf("p=%p, t=%d\n", p, t);

    return 0;
}

$ gcc main.c -o main && ./main
p=0xffffecd87384, t=67890

配列kは、kの先頭アドレスを指す

int main(void) {
    int *p;
    int k[3] = {111, 222, 333}; // 配列
    int t;

    p = &k[1];
    p++;
    t = *p;

    printf("p=%p, t=%d\n", p, t);

    return 0;
}

$ gcc main.c -o main && ./main
p=0xffffc27bcfc0, t=333

これは説明不要

int main(void) {
    int *p;
    int k[3] = {111, 222, 333}; // 配列
    int i;

    p = k;
    for(i =0; i < 3; i++){
        int value = *p++;
        printf("value=%d\n", value);
    }

    return 0;
}

$ gcc main.c -o main && ./main
value=111
value=222
value=333

配列の先頭アドレスから出力している
配列をポインタに代入して、ポインタを進めることで、配列の値を出力するというのは多用できそうですね。

[bitcoin] Berkeley DB

Bitcoincoreで使用されているBerkeley DBについて

– Cで記述されたソフトウェアライブラリ
– Key/value API
– SQL APIとしてSQLiteが組み込まれている
– Bツリー、ハッシュ、キュー、RECNOストレージ
– C++, Java/JNI, C#, Python, Perlなど
– Java Direct Persistence Layer
– JavaコレクションAPI
– レプリケーション
– Berkeley DB is not a relational database, although it has database features including database transactions, multiversion concurrency control and write-ahead logging. BDB runs on a wide variety of operating systems including most Unix-like and Windows systems, and real-time operating systems.
– SQLのようなデータ操作言語を持たず、データベースへのアクセスは全てサブルーチン呼び出しによって行う。しかしdbmとは異なり、データ操作機能にトランザクションやレプリケーションに対応するインタフェースが備わっている
– Berkeley DB本体が対応するプログラミング言語はCおよびC++だけだが、Perl、Python、Tcl他多くの言語にバインディングが用意されており、それらから容易に利用することができる。

概要はわかったので、使い方ですな。

Scrypt proof of workのScriptとは?

https://cryptobook.nakov.com/mac-and-key-derivation/scrypt

Scrypt (RFC 7914) is a strong cryptographic key-derivation function (KDF). It is memory-intensive, designed to prevent GPU, ASIC and FPGA attacks (highly efficient password cracking hardware).

key = Scrypt(password, salt, N, r, p, derived-key-len)

### Script Parameters
N – iterations count (affects memory and CPU usage), e.g. 16384 or 2048
r – block size (affects memory and CPU usage), e.g. 8
p – parallelism factor (threads to run in parallel – affects the memory, CPU usage), usually 1
password– the input password (8-10 chars minimal length is recommended)
salt – securely-generated random bytes (64 bits minimum, 128 bits recommended)
derived-key-length – how many bytes to generate as output, e.g. 32 bytes (256 bits)

The memory in Scrypt is accessed in strongly dependent order at each step, so the memory access speed is the algorithm’s bottleneck. The memory required to compute Scrypt key derivation is calculated as follows:

Memory required = 128 * N * r * p bytes

Choosing parameters depends on how much you want to wait and what level of security (password cracking resistance) do you want to achieve:

Script hash generator
https://8gwifi.org/scrypt.jsp

$ sudo apt-get install python-dev-is-python3
$ pip3 install scrypt

import pyscript

salt = b'aa1f2d3f4d23ac44e9c5a6c3d8f9ee8c'
passwd = b'p@$Sw0rD~7'
key = pyscript.hash(passwd, salt, 2048, 8, 1, 32)
print("Derived key:", key.hex())

Litecoin, Dogecoinとは

### Litecoin
2011年にリリースされた通貨
scryptをproof of workのアルゴリズムとして使用している

– ブロック生成時間 2.5分
– 通貨総発行量: 2140年までに8400万litecoin
– コンセンサスアルゴリズム: Scrypt proof of work
– 開発者はチャーリーリー
https://github.com/litecoin-project/litecoin

Scrypt proof of workは基本的なハッシュ関数としてscryptを使用しているHashcash証明の証明

### Dogecoin
2013年12月にリリースされたもので、Litecoinのフォークに基づくもの。
支払いやチップの利用を促すもので、通貨発行のスピードを速くしている
– ブロック生成時間 60分
– 通貨総発行量: 2015年までに1000億doge
– コンセンサスアルゴリズム: Scrypt proof of work
– Billy MarkusとJackson Palmerが開発者
https://github.com/dogecoin/dogecoin

[C++] for文のautoの書き方

std::vector<int> v;

for(std::vector<int>::const_iterator it = v.begin(), e=v.end(); it != e; ++it){
    std::cout << *it << std::endl;
}

c++11の範囲for文を使うと以下のように書ける

std::vector<int> v;

for(const auto& e: v){
    std::cout << e << std::endl;
}

### 範囲for文(range-based for statement)
配列やコンテナなど複数の要素を持つものから、全ての要素に含まれる値を取り出して処理する

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int sum = 0;
    for(int x : a){
        sum += x;
    }
    cout << "sum = " << sum << end;
    return 0;
}

vector要素の出力

    vector<string> v(5);
    for (int i = 0; i < v.size(); i++){
        string& x = v[i];
        cin >> x;
    }

autoは型推論を行うキーワード

    vector<string> v(5);
    for (auto& x : v){
        cin >> x;
    }

[C++] ヘッダとソースでファイルを分ける

C++ではクラスの定義とそのメンバ関数の定義をヘッダファイルとソースファイルで分割するのが一般的である

### ファイルを分割していない例
c.hpp

#ifndef C_HPP
#define C_HPP

class c {
    private:
    int m_value;

    public:
    int get() {
        return m_value;
    }

    void set(int const value){
        m_value = value;
    }
};

#endif

### ファイルを分割した例
c.hpp

#ifndef C_HPP
#define C_HPP

class c {
    private:
    int m_value;

    public:
    int get();

    void set(int const value);
};

#endif

c.cpp

#include "c.hpp"

int c::get(){
    return m_value;
}

void c::set(int const value){
    m_value = value;
}

インラインで書くこともある

#ifndef C_HPP
#define C_HPP

class c {
private:
int m_value;

public:
int get();

void set(int const value);
};

inline int c::get(){
return m_value;
}

inline void c::set(int const value){
m_value = value;
}

#endif

bitcoinのソースコードで、基本hppとcppのファイル構造になっていたが、謎が解けた。

[C++].hppとは

### .hppとは
ヘッダーファイルで.hpp、.hというファイル形式で保存
.hppはc++が入っている。.hはc言語だがc++でも使用できる

sample.hpp

#ifndef Sample_hpp
#define Sample_hpp

#include <iostream>

using namespace std;

class Sample {
    public:
        string name;
};

#endif

[bitcoin] ASICとは?

ASICとは
L 半導体集積回路の一つで、ある特定の機器や用途のために、必要な機能を組み合わせて設計、製造されるもの。
L フルカスタムICとセミカスタムICがある

複数文字のローカル変数

以下に対応できるようにする
foo = 1;
bar = 2 + 3;
return foo + bar;

typedef struct LVar Lvar;

// local variable
struct LVar {
    LVar *next; // next variable or null
    char *name; // variable name
    int len; // name length
    int offset; // RBP offset
};

LVar *locals;

### if, while, for
アセンブラではcmpを使って、jumpしてend or biginに行くか処理をするか判定している

program = stmt *
stmt = expr ";"
	| "if" "(" expr ")" stmt ("else" stmt)?
	| "while" "(" expr ")" stmt
	| "for" "(" expr? ";" expr? ";" expr? ")" stmt

if

  Aをコンパイルしたコード // スタックトップに結果が入っているはず
  pop rax
  cmp rax, 0
  je  .LendXXX
  Bをコンパイルしたコード
.LendXXX:

if else

  Aをコンパイルしたコード // スタックトップに結果が入っているはず
  pop rax
  cmp rax, 0
  je  .LelseXXX
  Bをコンパイルしたコード
  jmp .LendXXX
.LelseXXX
  Cをコンパイルしたコード
.LendXXX

while

.LbeginXXX:
  Aをコンパイルしたコード
  pop rax
  cmp rax, 0
  je  .LendXXX
  Bをコンパイルしたコード
  jmp .LbeginXXX
.LendXXX:

for

  Aをコンパイルしたコード
.LbeginXXX:
  Bをコンパイルしたコード
  pop rax
  cmp rax, 0
  je  .LendXXX
  Dをコンパイルしたコード
  Cをコンパイルしたコード
  jmp .LbeginXXX
.LendXXX: